Hur påverkar flöde armaturvindningen

Hur magnetisk flöde påverkar armaturvindningar

Påverkan av magnetiskt flöde på armaturvindningar är central för driftprinciperna för motorer och generatorer. I dessa enheter inducerar förändringar i magnetiskt flöde en elektromotorisk kraft (EMK) i armaturvindningarna, baserat på Faradays lag om elektromagnetisk induktion. Nedan följer en detaljerad förklaring av hur magnetiskt flöde påverkar armaturvindningar:

1. Inducerad elektromotorisk kraft (EMK)

Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion genereras en inducerad EMK inuti en sluten krets när magnetiskt flöde genom denna krets ändras. För armaturvindningar, om magnetiskt flöde varierar över tid (till exempel i ett roterande magnetfält), induceras spänning i armaturvindningarna. Formeln är som följer:

• E är den inducerade EMK:n;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">N</span>\; }$N är antalet vikter i vindningen;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>\; }$Φ är det magnetiska flödet;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Delta </span>\; }\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">t</span>\; }$Δt är tidsförändringen.

Det negativa tecknet indikerar att riktningen av den inducerade EMK:n motsätter sig den förändring i flöde som orsakade den, enligt Lenz lag.

2. Inducerad ström

När en inducerad EMK genereras i armaturvindningarna och vindningarna bildar en sluten krets med en extern last, kommer ström att flöda. Denna ström, orsakad av det föränderliga magnetiska flödet, kallas inducerad ström. Storleken på den inducerade strömmen beror på den inducerade EMK:n, vindningens motstånd och eventuell annan serieimpedans som finns.

3. Momentgenerering

I motorer, när det finns ström som flödar genom armaturvindningarna, interagerar dessa strömmar med det magnetfält som produceras av statoren, vilket resulterar i ett moment. Detta beror på att en strömledande ledare upplever en kraft i ett magnetfält (Ampères kraft). Denna kraft kan användas för att driva axelns rotation, vilket möjliggör att motorn utför mekaniskt arbete.

4. Bakåt-EMK

I DC-motorer, när armaturen börjar rotera, skär den också igenom magnetfältlinjer och genererar en EMK som motarbetar nätspänningen; detta kallas bakåt-EMK eller mot-EMK. Närvaron av bakåt-EMK begränsar tillväxten av armaturström och hjälper till att stabilisera motorns hastighet.

5. Magnetisk mättnad och effektivitet

När densiteten av magnetiskt flöde ökar till en viss punkt kan kärnmaterialet nå magnetisk mättnad, där ytterligare ökningar av anslutningsström inte betydligt ökar det magnetiska flödet. Magnetisk mättnad påverkar inte bara motorprestanda utan kan också leda till ytterligare energiförluster, vilket minskar motorernas effektivitet.

Sammanfattningsvis påverkar förändringar i magnetiskt flöde direkt den inducerade EMK:n, strömmen och sedan momentet i armaturvindningarna, vilka är grundläggande för den korrekta drift av motorer och generatorer. Korrekt design och drift av motorer och generatorer måste ta hänsyn till dessa faktorer för att säkerställa effektiv och pålitlig prestanda.